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Laboratorio
5
Enzimas
Somsimith Deechaleune
BIOL3051
Objetivos
 Definir qué es una enzima y cómo ésta actúa en las
reacciones dentro de la célula.
 Identificar los diferentes factores que pueden
afectar la actividad enzimática.
 Diferenciar entre inhibición competitiva y no-
competitiva.
Introducción
 Las enzimas son en su mayoría proteínas o RNA
(riboenzimas).
 Son catalizadores químicos que agilizan una reacción
química que involucra la formación o rompimiento de
enlaces químicos.
 No se consumen ni se alteran en las reacciones.
 Al finalizar la reacción la enzima se libera y queda
disponible para otra reacción.
Introducción
 Actúan sobre un sustrato formando un complejo
enzima-sustrato al unirse en un lugar específico del
sustrato: sitio activo de la enzima.
 Las enzimas son selectivas, pocas moléculas pueden
interactuar con el sitio activo y formar el complejo
(figura 1).
Fig. 1: Reacción con participación de
una enzima.
Sustratos
Sitio activo
Complejo Enzima-Sustrato
Producto
Enzima
Fig. 2: Energía de activación necesaria
para iniciar la reacción.
Energía de
activación
Sin enzima
Con enzima
Curso de la reacción
 Cuando se forma esta interacción baja la energía de activación
necesaria para poder llevar a cabo la reacción.
Enzimas en una reacción
 Funcionan
mejor
bajo
condiciones
específicas
(óptimas) que incluyen:


Temperatura
pH
 Los cambios pueden alterar el
desempeño de la enzima,
desactivarla o destruirla.
 Algunas
enzimas necesitan
activadores para poder formar
el complejo enzima-sustrato.
Cofactores e Inhibidores
Activadores que cambian la conformación de la
enzima para formar el complejo enzima-sustrato
reciben el nombre de cofactores:
 pueden
ser
iones
metálicos
(nada
orgánico).
 de origen orgánico se llaman coenzimas.
Cofactores e Inhibidores
Los inhibidores impiden la actividad de la enzima,
como el pH y la ºT. Pueden afectar el sitio activo de
de dos maneras:
 Competitiva:
 No
Bloquea el sitio activo (Fig. 3).
competitiva: Altera indirectamente la
forma del sitio activo, al pegarse en otro lugar
de la enzima (Fig. 4).
Fig. 3: Inhibición competitiva
Fig. 4: Inhibición no competitiva
Ejemplos de enzimas: Catalasa
 Se encuentra en casi todas las células aeróbicas.
 Actúa rompiendo el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno
que se produce en las células:
catalasa
2 H 2O 2
2 H2O + O2
 Observaremos su funcionamiento en varios organismos.
Ejercicio 1: Funcionamiento de la catalasa
en varios organismos.
 Materiales









Peróxido de hidrógeno
Papa
Hígado
Setas
Espinaca
Gasa (cheesecloth)
Placas de porcelana
Goteros
Morteros o licuadora
Procedimiento
 En este ejercicio se prepararán varios homogenados para





obtener partículas pequeñas y uniformes al mezclarlas con el
agua.
Para preparar los homogenados, corte en pedazos por
separado las muestras de papa, hígado, setas y espinaca.
Usando una licuadora o mortero, muela el material con un poco
de agua hasta diluir parte de la muestra; no muela
excesivamente para que queden pedazos pequeños del
material.
De ser necesario, filtre el macerado con una gasa
(cheesecloth).
Coloque cada homogenado en un tubo de ensayo.
Usando un gotero, coloque cinco gotas de cada homogenado
en las fosas de la placa de porcelana y añada tres gotas de
peróxido de hidrógeno.
Resultados
Resultados homogenado con peróxido de
hidrógeno
Homogenado
Agua
Papas
Setas
Hígado
Espinaca
Reacción al añadir gotas de
peróxido.
Preguntas
1. ¿Qué ocurrió al añadir el peróxido?
2. ¿Ocurrió lo mismo para todas las muestras?
3. ¿Por qué se forman las burbujas?
4. ¿Qué otros organismos podrían usarse para esta
prueba?
Ejercicio 2: ¿Se comportan todos los
organismos de la misma manera?
 Materiales




Homogenado de hígado, papa, setas y
espinaca
Tubos de ensayo
Peróxido de hidrógeno
Goteros
Procedimiento
 Rotule cinco tubos de ensayo con las letras A a la E.
 Ponga 3 mL de cada homogenado en los tubos como sigue:
A - Hígado
 B - Papa
 C - Setas
 D - Espinaca
 E - Agua
 Marque el nivel hasta donde llega cada homogenado.

 Ponga 3 mL de peróxido de hidrógeno en cada tubo de ensayo.
 Observe la reacción que sucede en cada tubo y marque el
cambio en el nivel del líquido.
Resultados
Resultados producción de catalasa en varios
organismos
Tubo
A
B
C
D
E
Cantidad de
burbujas
Cantidad de
homogenado
consumido
Preguntas
1. ¿Qué organismo produjo más gas?
2. ¿Qué gas se está produciendo?
3. ¿Qué sugieren los resultados sobre la
fisiología de estos organismos?
Ejercicio 3: Efecto de la temperatura
sobre el funcionamiento de las enzimas.
 Materiales



Homogenado de hígado
Baño de agua
Agarradera de tubo
Ejercicio 3: Efecto de la temperatura
sobre el funcionamiento de las enzimas.
 Influye en la actividad. El punto óptimo representa
el máximo de actividad.
 A temperaturas bajas, las enzimas se hallan "muy
rígidas“, la actividad se detiene y cuando se supera
un valor considerable la actividad cae bruscamente
porque, como proteína, la enzima se desnaturaliza.
Procedimiento
 Rotule cinco tubos de ensayo del 1 al 5 y caliente un baño de agua
hasta 37 °C y otro hasta 80°C.
 Añada 5 mL de hígado homogenado a cada tubo.
 Mantenga los tubos a las siguientes temperaturas:





Tubo 1 = 80 °C por 5 minutos
Tubo 2 = 37 °C por 5 minutos
Tubo 3 = Temperatura ambiental
Tubo 4 = Hielo por 30 minutos
Tubo 5 = Congelador a 4 °C por 30 minutos
 Añada 2 mL de peróxido de hidrógeno al tubo 1.
 Mida el tiempo transcurrido desde que se añadió el peróxido hasta que
se comienzan a producir burbujas, y anótelo en la Tabla..
 Repita con los demás tubos.
 Compare sus resultados en término de tiempo de reacción vs.
temperatura.
Resultados
Resultados del efecto de la temperatura
Tubo
Temperatura
1
80°C
2
37°C
3
Ambiente
4
Hielo
5
Congelador
Tiempo que
tardó en
comenzar
reacción
Observaciones
Preguntas
1. ¿Cuál es la relación entre la temperatura y la
actividad enzimática?
2. ¿Qué le sucede a las enzimas cuando se exponen a
temperaturas extremas (muy frías o muy
calientes)?
Ejercicio 4: El efecto del pH sobre el
funcionamiento de las enzimas
Todas las enzimas presentan un pH óptimo de actividad. El pH
puede afectar de varias maneras:
El centro activo puede contener aminoácidos con grupos
ionizados que pueden variar con el pH.


El sustrato puede verse afectado por las variaciones del pH.
Algunas enzimas presentan variaciones peculiares. La pepsina del
estómago, presenta un óptimo a pH=2, y la fosfatasa alcalina del
intestino un pH= 12
Efecto del pH sobre el funcionamiento
de la enzima
 Procedimiento





Rotule tres tubos de ensayo A, B y C
Añada 1 mL de homogenado de hígado a cada tubo.
Añada 3M HCl y 3M NaOH a los tubos como sigue,
y agite suavemente hasta mezclar:
 Tubo A – tres ml de 3M HCl
 Tubo B – tres ml de 3M NaOH
 Tubo C – tres ml de agua (control sin ácido ni base).
Añada 3 mL de peróxido de hidrógeno a cada tubo.
Observe y anote las reacciones en la siguiente tabla.
Resultados
Resultados del efecto del pH sobre la actividad
enzimática.
Tubo
A
B
C
Tiempo que toma
la reacción en
completarse
Descripción
comparativa de
las reacciones.
Preguntas
1. ¿Cuál es la relación entre el pH y la actividad
enzimática?
2. Las enzimas del estómago funcionan mejor con
un pH de 2. ¿Cómo afectaría un pH de 4 en el
estómago a la digestión?